Лобная доля является самой крупной и наиболее развитой из всех пяти долей мозга человека, и несмотря на то, что она связана с когнитивными функциями высокого порядка (память, исполнительное функционирование, абстрактное мышление, эмоции и другая когнитивная деятельность), она также играет важную роль в контроле, моторики и речи.
Соответственно, повреждение лобных долей может привести к различным когнитивным дисфункциям.
Префронтальная доля состоит из богатых взаимодействий между корковыми и подкорковыми волокнами, которые участвуют в регуляции многих высших когнитивных функций. В познавательной деятельности лобная доля выполняет более высокую интегративную функцию.
Нарушение связей подкорковых волокон может привести к когнитивным нарушениям, характерным для лобной доли и связанных с ней областей мозга. Эта точка зрения согласуется с популярной гипотезой «синдрома отключения», согласно которой патологические изменения даже при когнитивных нарушениях, сопровождающихся легкой амнезией связаны с нарушением взаимодействия между различными
Области коры, ответственные за эти основные функции, расположены в пределах прецентральной извилины (двигательной области), премоторной области и части нижней лобной извилины (IGF).
Ряд исследований показал, что активность вентромедиальной лобной доли (VMF), охватывающей вентромедиальную префронтальную (VMPFC) и орбитофронтальную кору (ОFC), отражает субъективную ценность разнообразных вариантов — от глотков воды до привлекательных лиц и могут предсказывать поведение при выборе. Люди с повреждением VMF делают выбор, основанный на ценностях, который несколько внутренне противоречив, хотя эти эффекты относительно неуловимы, а основной механизм неясен (Fellows L., Farah M., 2007)
Концепция субъективной ценности занимает центральное место в современных нейробиологических взглядах на принятие решений. Большая часть этой работы в этом направлении была сосредоточена на сигналах в вентромедиальной лобной доле (VMF), которые коррелируют с субъективной ценностью различных стимулов (например, еды, денежных азартных игр) и, как полагают, поддерживают принятие решений. VMF играет решающее значение в определении аффективного содержания и его влияние на субъективную ценность, сохраняя при этом влияние перцептивной или репрезентативной информации (Vaidya A., et. al., 2018).
Функции лобной доли
Речь
Область Брока отвечает за внутреннюю речь, повреждение этой зоны нарушает способность говорить, и понимать речь, наполненную смыслом
Моторные навыки
Повреждение моторной коры нарушает координацию произвольных движений, включая ходьбу и бег
Сравнение объектов
Сравнение и классификация объектов
Формирование воспоминаний
Формирование долговременных воспоминаний
Управление вниманием
Контроль за процессами внимания, включая избирательное внимание (нарушение приводит формированию синдрома дефицита внимания)
Сопереживание
Понимание и реагирование на чувства других людей
Формирование личности
Управление поведением (мотивация, контроль импульсов), формирование индивидуальных особенностей личности, субъективная ценность различных стимулов
Механизмы вознаграждения
Большинство дофамин-чувствительных нейронов мозга принимают участие в механизмах вознаграждения и находятся в лобной доле
Парадокс лобных долей
«Парадокс лобных долей» (FLP), иначе называемый «диссоциацией знания-действия» (Milner B. 1999), подчеркивает феномен, при котором группа пациентов с повреждением лобных долей и выраженными нарушениями в повседневной жизни все еще способна устно описать логический образ действий, относящийся к задаче, и хорошо справляется с собеседованиями и настройки теста. Дефицит адаптивного и исполнительного функционирования, связанный с повреждением префронтальной области, может быть трудно обнаружить в ходе собеседования, поскольку многие из обычно используемых традиционных тестов управляющих функций (например, Висконсинский тест сортировки карточек и тест Струпа) изначально не были предназначены для использования среди этих групп пациентов. Трудности в оценке функциональных возможностей людей с префронтальным повреждением могут усугубляться несколькими факторами. К ним относятся сохранение речевых навыков и навыков вербального мышления, что позволяет таким людям эффективно маскировать дефицит исполнительного и адаптивного
Магнитно-резонансная диффузионно-тензорная томография лобной доли
Магнитно-резонансная диффузионно-тензорная томография (DTI) - единственный метод визуализации, позволяющий оценить пучки нервных волокон in vivo, не инвазивно исследовать целостность белого вещества. Этот метод косвенно отражает целостность клеток и патологическое состояние путем измерения броуновского движения свободных молекул воды.
FA — широко признанный количественный параметр DTI, который может объективно и косвенно отражать структурную целостность волокон белого вещества. FA, под которым понимается отношение анизотропной части к общему значению тензора дисперсии, может отражать долю анизотропных составляющих во всем тензоре дисперсии.
Значение FA, которое находится в диапазоне от 0 до 1, отражает общую степень дисперсности молекул воды. Снижение значений FА свидетельствует об изменении демиелинизации и уменьшении числа аксонов, их диаметра и структуры аксонов в пучках волокон.
DTI может отображать анатомические детали, которые невозможно получить с помощью традиционной МRI. Он также может показать форму и направление пучков волокон белого вещества in vivo на трехмерном уровне. Кроме того, карты FA могут отражать характеристики повреждения белого вещества на разных стадиях поражения. Например, на ранних стадиях повреждения волокон белого вещества карты FA показывают только локализованные повреждения. По мере прогрессирования поражения нормальная форма пучков волокон постепенно исчезает, а значения FА резко снижаются.
Значения фракционной анизотропии (FА) в очагах инфаркта и ипсилатеральной лобной доле достоверно ниже, чем в соответствующих отделах контрлатеральной стороны. Кроме того, значения FА в области лобных долей мозга более точно отражают восстановление нейрокогнитивной функции. Волокнистые тракты этой части отвечают за межполушарную связь между префронтальными синкортиками и связаны с контролем информации в рабочей памяти и активным извлечением информации из задних синкортиков.
В работе H. Hua et.al. (2022) значение FА в лобной доле было достоверно ниже у пациентов с тяжелыми нарушениями памяти, чем у пациентов с легкими и умеренными нарушениями памяти, что указывает на рыхлое расположение структур мозговой ткани и связанное с этим повреждение волокон.
Шизофрения
Лобная доля является одной из наиболее изученных областей коры, в которой обнаружены физиологические, морфологические и метаболические изменения при шизофрении (McIntosh A., et al., 2008), которые, особенно, касаются связей между префронтальной корой и другими областями мозга.
U-образные тракты при шизофрении
Сравнительно недавно в исследованиях DTI стали использовать для изучения ассоциативных путей ближнего действия, также называемых «U» - образных трактов (или «U» -волокнами), которые расположены чуть ниже кортикальной поверхности и включают часть поверхностного белого вещества вместе с внутрикортикальными аксонами (d'Albis M., et al., 2018, Sarnat S., et al., 2018).
Функционально U-волокна играют важную роль в реализации когнитивной функции (Catani M., et. al., 2012). Структурно эти пути имеют U-образную траекторию, проходя под бороздкой и соединяя близлежащие извилины.
С точки зрения развития «U» - волокна достигают полного созревания одними из последних, часто развиваются в позднем взрослом возрасте и имеют более тонкую миелиновую оболочку по сравнению с глубоким белым веществом мозга. Следовательно, эти участки обеспечивают меньшую защиту и могут быть уязвимы для аберраций во время развития (Phillips O., et al., 2016). В частности, если заболевание включает генерализованное снижение содержания миелина, то U-волокна могут поражаться одними из первых, учитывая их редкую миелинизацию, когда один олигодендроцит окружает множество сегментов аксона U-волокон.
В то время как некоторые основные пути глубокого белого вещества хорошо изучены (например, дугообразный пучок), исследования коротких U-образных путей ограничены у пациентов с шизофренией, отчасти из-за огромного количества других путей и из-за пространственные различия распространения этих волокон между людьми, которые не поддаются вероятностной характеристике в отсутствие надежных шаблонов. Путем группового сравнения было обнаружено, что в 3 из 63 U-образных трактов лобной доли при шизофрении наблюдаются локализованные аберрации, влияющие на микроструктурные свойства тканей (посредством показателей тензора диффузии) на ранней стадии заболевания. Однако, у пациентов не обнаружено ассоциаций между аберрантными сегментами пораженных путей и клинической симптоматикой или когнитивными переменными. Аберрации в U-образных трактах лобной доли на ранних стадиях психоза возникают независимо от тяжести симптомов и распределяются по критическим функциональным сетям, связанным с управляющими функциями и обработкой значимости.
Таким образом, при шизофрении выявлены аберрантные «U» -волокна лобных долей при первом эпизоде шизофрении. Изменения в «U» - волокнах происходят независимо от выраженности симптомов этого психического расстройства (Kai J., et.al., 2023).
Нейродегенеративные расстройства
Больные с деменцией с тельцами Леви и лобно-височной дегенерацией имеют наибольшее количество особенностей в структуре-и функциональной активности лобных долей. Преморбидные черты личности, такие как экстраверсия, доброжелательность и открытость, связаны с меньшим количеством психопатологической симптоматики, обусловленной функциями лобных долей, тогда как субъективные когнитивные жалобы связаны с более выраженными симптомами деменции.
Общим для многих нейродегенеративных расстройств являются симптомы, связанные с дисфункцией лобных долей, включая высшие функциональные процессы, такие как мотивация, планирование и принятие решений, социальное поведение и речь. При деменции выявлено несколько конструктов, включающих состояния настроения (депрессия, тревога, апатия, эйфория), психоз (галлюцинации, бред), поведение (возбуждение, раздражительность, расторможенность) и вегетативные особенности (аппетит, сон, стереотипные движения). Однако, сравнительно часто эти конструкции не нацелены конкретно на функцию лобных долей и не включают в себя другие особенности, общие для нарушений лобных долей, такие как глотание, речь, социальное взаимодействие, падение и двигательные расстройства
Обычно используемым показателем поведенческих и психологических особенностей при нейродегенеративных заболеваниях является нейропсихиатрический опросник (NPI) (Grace J, et. al., 1999). Фронтальный поведенческий опросник (FBI) представляет собой опросник для лиц, осуществляющих уход и состоящий из 24 пунктов, валидированный при лобно-височной дегенерации в двух областях: негативное поведение и расторможенность (Kertesz A, et.al., 2000).
Шкала поведения лобных систем (FrSBe) может отличить корковую деменцию, такую как болезнь Альцгеймера, от подкорковой деменции и травмы лобной доли и также может использоваться для количественной оценки поведения, связанного с повреждением лобных долей, по трем шкалам для оценки апатии, расторможенности и исполнительного функционирования.
Лечение когнитивных нарушений после инсульта
Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) широко используется при изучении когнитивных функций и двигательных способностей после инсульта. tDCS может стимулировать кору головного мозга через анод; изменить разность потенциалов между внутренней и внешней мембранами нейронов; стимулировать возбуждение и разрядку нервных клеток; регулировать деятельность коры головного мозга; и влиять на соответствующее сенсорное восприятие, двигательное и когнитивное поведение.
Литература
d’Albis M.-A., Guevara P., Guevara M., Laidi C., Boisgontier J., Sarrazin S., Duclap D., Delorme R., Bolognani F., Czech C., Bouquet C., Ly-Le Moal M., Holiga S., Amestoy A., Scheid I., Gaman A., Leboyer M., Poupon C., Mangin J.-F., Houenou J. Local structural connectivity is associated with social cognition in autism spectrum disorder. Brain. 2018;141:3472
Catani M., Dell’Acqua F., Vergani F., Malik F., Hodge H., Roy P., Valabregue R., Thiebaut de Schotten M. Short frontal lobe connections of the human brain. Cortex. 2012; 48(2):273–291.
Fellows LK, Farah MJ. 2007. The role of ventromedial prefrontal cortex in decision making: judgment under uncertainty or judgment per se? Cereb Cortex. 17:2669–2674.
Grace J, Stout JC, Malloy PF (1999) Assessing frontal lobe behavioral syndromes with the Frontal Systems Behavior Scale. Assessment 6, 269–284.
Kai A., et.al.. Aberrant frontal lobe “U”-shaped association fibers in first-episode schizophrenia: A 7-Tesla Diffusion Imaging Study. Neuroimage Clin. 2023; 38: 103367.
Kertesz A, Nadkarni N, Davidson W, Thomas AW (2000) The Frontal Behavioral Inventory in the differential diagnosis of frontotemporal dementia. J Int Neuropsychol Soc 6, 460–468
Milner B. Effects of different brain lesions on card sorting: the role of the frontal lobes. Arch Neurol. (1963) 9:90–100.
McIntosh A.M., Maniega S.M., Lymer G.K.S., McKirdy J., Hall J., Sussmann J.E.D., Bastin M.E., Clayden J.D., Johnstone E.C., Lawrie S.M. White matter tractography in bipolar disorder and schizophrenia. Biol. Psychiatry. 2008;64(12):1088–1092
Phillips O.R., Joshi S.H., Squitieri F., Sanchez-Castaneda C., Narr K., Shattuck D.W., Caltagirone C., Sabatini U., Di Paola M. Major superficial white matter abnormalities in Huntington’s disease. Front. Neurosci. 2016:10.
Sundaram S.K., Kumar A., Makki M.I., Behen M.E., Chugani H.T., Chugani D.C. Diffusion tensor imaging of frontal lobe in autism spectrum disorder. Cereb. Cortex. 2008;18(11):2659–2665.
Vaidya A., Sefranek M., Fellows L. Ventromedial Frontal Lobe Damage Alters how Specific Attributes are Weighed in Subjective Valuation. Cereb Cortex. 2018 Nov; 28(11): 3857–3867.
Добавить комментарий